Neutrone

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Neutrone
Modello a quark del neutrone
Classificazione	Particella composta (adrone)
Composizione	1 quark up, 2 quark down (udd)
Famiglia	Fermioni
Gruppo	Barioni
Interazioni	Gravitazionale, elettromagnetica, debole, forte
Simbolo	n
Antiparticella	Antineutrone (n)
Teorizzata	Ernest Rutherford (1920)
Scoperta	James Chadwick (1932)
Proprietà fisiche
Massa	1,674927351(74)×10−27 kg 939,565378(21) MeV/c² 1,00866491600(43) u
Carica elettrica	0 e
Spin	½

Il neutrone è una particella subatomica composita (non elementare) con carica elettrica netta pari a zero, costituita da un quark up e due quark down.^[1] In quanto formato da quark appartiene alla famiglia degli adroni, in particolare al gruppo dei barioni, con numero barionico +1.^[2] Avendo spin semi-intero (½ ${\displaystyle \hbar }$) è un fermione.^[3] Il suo simbolo è n, mentre il numero di neutroni presenti in un dato nucleo atomico ha simbolo N e corrisponde alla differenza tra il numero di massa A e il numero atomico Z.^[4]

I neutroni, insieme ai protoni, entrano a far parte di tutti i nuclei degli elementi chimici, facendo sì che esistano gli isotopi di un elemento, che differiscano solo per il numero di neutroni nel loro nucleo; fa eccezione il nucleo più semplice, il prozio, primo isotopo dell'idrogeno, che contiene solo un protone ed è stabile. Eccetto questo caso, la presenza dei neutroni è essenziale per la loro stabilità. Il numero di neutroni negli isotopi stabili di un elemento tende a crescere maggiormente rispetto al numero di protoni dell'elemento: il rapporto N/Z, che per elementi leggeri è intorno a 1, può arrivare a circa 1,5 per quelli più pesanti.^[5]

Il neutrone ha una massa a riposo di 939,565 MeV/c²,^[6] leggermente superiore a quella del protone, e questo comporta che, contrariamente al protone, al di fuori del nucleo è instabile con una vita media di circa 15 minuti,^[7] decadendo in un protone, un elettrone e un antineutrino elettronico secondo la reazione ${\displaystyle n\to p+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}}$(decadimento beta); l'energia rilasciata è 0,782±0,013 MeV e si manifesta come energia cinetica delle particelle prodotte.^[8] Questa energia risulta dalla differenza, moltiplicata per c², tra la massa a riposo del neutrone e la somma di quella del protone (938,272 MeV/c²), dell'elettrone (0,511 MeV/c²) e dell'antineutrino (trascurabile).^[9]

La sua antiparticella è l'antineutrone,^[10] che ha la stessa massa, carica (nulla) e spin ed è composto dagli antiquark corrispondenti del neutrone. L'antineutrone è ugualmente soggetto al decadimento beta con la stessa vita media, dando luogo a un antiprotone, un positrone e un neutrino elettronico, con la stessa energia di decadimento. Il suo numero barionico è -1, l'opposto di quello del neutrone.